DE2712384A1

DE2712384A1 - Werkzeug zum formen von plattenmaterial

Info

Publication number: DE2712384A1
Application number: DE19772712384
Authority: DE
Inventors: Knud Vilhelm Berthou
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1976-03-23
Filing date: 1977-03-22
Publication date: 1977-09-29
Also published as: IT1076130B; GB1533961A; AU2351977A; BE852774A; ZA771714B; CA1071031A; SE7703239L; NO770986L; ES457118A1; AR215620A1; US4116038A; GR62455B; NL7703146A; BR7701794A; FI770901A; JPS52133694A; FR2345244A1; DK126976A

Description

Dipl.-Wirtsch.-lng. Bernd Jochem
6 FRANKFURT/M., Staufensh". 36,11.

Knud Vilhelm Berthou
Lystbaadevej 12

DK-4000 Roskilde

Werkzeug zum Formen von Plattenmaterial

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Werkzeug zum Formen von Plattenmaterial, näher bezeichnet zum Herstellen von Schiffschraubenblättern, welches Werkzeug aus einem Oberstempel und einem Unterstempel besteht, welche je aus nebeneinanderliegenden Elementen zusammengesetzt sind.

Aus Rücksicht auf die Widerstandsfähigkeit gegen die chemische Einwirkung des Meerwassers werden Schiffschrauben normalerweise durch Giessen aus Bronze hergestellt. Die Blatter dieser Schiffschrauben sind wie eine Wendelfläche geformt, aber auf Grund der sehr grossen Kräfte, von denen hier die Rede ist, nimmt der Querschnitt des Schraubenblattes im Hinblick auf die Festigkeit gegen die Wurzel hin zu, was mit sich führt, dass die Steigung der Wendelfläche an der Vorderseite des Schrauben-

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blattes kleiner ist als an der Hinterseite. U.a. dieses Verhältnis wirkt mit, den Wirkungsgrad der Schiffschraube herabzusetzen .

Zum Ueberwinden dieses Nachteils ist vorgeschlagen worden, die Schraubenblätter aus Plattenmaterial herzustellen, z.B. aus rostfreien Stahlplatten, welche dann an eine Nabe angeschweisst werden. Dies sollte ausserdem die Schiffschrauben verbilligen, aber die bisher bekannten Methoden zum Formen solchen Plattenmaterials sind wirtschaftlich nicht tragbar, so dass diese Schiffschrauben bisher keine grössere Verbreitung gefunden haben.

Zweck der vorliegenden Erfindung ist daher das Zuwegebringen eines Werkzeuges, mittels dessen die Herstellung von Schiffschrauben ökonomisch vorteilhaft durchgeführt werden kann, da die Kosten für das Werkzeug auf ein Minimum reduziert werden.

Dies wird mit dem erfindungsgemassen Werkzeug erzielt, welches dadurch eigentümlich ist, dass jedes Element die Form eines Teils eines Kreisausschnittes hat, welcher auf einer ebenen Fläche ruht und dessen Ränder im wesentlichen die Erzeugungslinien einer Wendelfläche bilden.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform sind die Elemente nebeneinander angebrachte Lamellen, deren Dicke dem Abstand zwischen den erwähnten Erzeugungslinien entsprechend variiert. Dadurch wird eine fächerförmige Plazierung der Elemente erzielt, welche Elemente von der Seite gesehen rechteckig sind, aber alle verschieden hoch sind.

Bei dieser Ausführungsform kann das Werkzeug noch mehr verbilligt werden, indem ein wendeltreppenformiges Grundelement verwendet wird, wo die Höhe bzw. die Länge aller Tritte gleich ist, und indem auf jedem Tritt ein Satz Formflächenelemente angebracht ist, welche derart angepasst sind, dass eine im wesentliche kontinuierliche Formfläche erzielt wird. Es ist somit lediglich das Herstellen mehrerer Sätze Elemente nötig.

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Das Grundelement braucht natürlich nicht einstückig ausgeformt zu sein, sondern kann selbst aus kreisausschnittförmigen Teilen bestehen.

Beim Herstellen von Schraubenblättern mit gleicher radialer Ausdehnung, aber mit verschiedener Steigung, kann eine weitere Vereinfachung erzielt werden, indem für alle Steigungen das gleiche treppenförmige Grundelement benutzt wird, während die Tritthöhe mittels Trittelementen justiert wird.

Und schliesslich kann auch ein Grundelement verwendet werden, dessen eine Seite die gewünschte Wendelflächenform aufweist, und an dieser Seite werden die Elemente angebracht, welche alle gleich hoch sind. Dieses Grundelement kann in diesem Fall aus lediglich einem äusseren und einem inneren Wandelement bestehen, wobei zwischen diesen beiden Wandelementen die Formelemente angebracht werden.

Bei einer anderen Ausführungsform des erfindungsgemassen Werkzeuges sind die Elemente plattenförmige Kreisausschnitte von mindestens 90°, welche Elemente übereinander angebracht sind, wobei jedes Element im Verhältnis zum vorhergehenden oder darunterliegenden Element um einen kleinen Winkel gedreht ist. Dadurch kann das Werkzeug aus identischen Elementen hergestellt werden, weil die axiale Höhe des Werkzeuges durch die Anzahl der Elemente oder die Dicke der Platten reguliert werden kann.

Bei dieser Ausführungsform ist jedes Element mit mindestens einem kreisbogenförmigen Einschnitt versehen, v/elcher sich von jenem Rand des Elementes erstreckt, welcher nicht einen Teil der Formfläche des Werkzeuges ausmacht. Dadurch wird die Möglichkeit für ein einfaches Zusammenspannen der Elemente mittels Bolzen erzielt.

Zum Herstellen grösseren Schiffschrauben, welche im Hinblick auf die Festigkeit aus einer vorderen und einer hinteren Schraubenfläche zusammengesetzte Schraubenblätter erfordern können, kann der einen Teil der Formfläche ausmachende Rand

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der Elemente beim Oberstempel mehr oder weniger nach innen gebogen oder konkav und beim Unterstempel entsprechend nach ausren gebogen oder konvex sein.

Die Erfindung wird nachstehend anhand einiger Beispiele mit Hinweis auf die Zeichnung näher erklärt.

Fig. 1 zeigt ein erfindungsgernässes Werkzeug schematisch, von oben gesehen,

Fig. 2 das Werkzeug gemäss Fig. 1 von der Seite gesehen,

Fig. 3 eines der Elemente des Werkzeuges gemäss Fig. 1, von der Seite gesehen,

Fig. 4 das Element gemäss Fig. 3 von oben gesehen, Fig. 5 ein Kurvenblatt zum Bestimmen der Elementhöhe,

Fig. 6 eine andere Ausführungsform des erfindungsgemassen Werkzeuges, entfaltet,

Fig. 7 noch eine Ausführungsform des erfindungsgemassen Werkzeuges,

Fig. Ö dasselbe wie Fig. 7, aber mit weiteren Trittelementen, zum Erzielen einer grösseren Steigung,

ig. 9 dasselbe wie Fig. Ö, aber mit entgegengesetzter Drehrichtung der Wendelfläche,

Fig. 10 noch eine Ausführungsform des erfindungsgemassen Werkzeuges, von der Seite gesehen,

Fig. 11 das Werkzeug gemäss Fig. 10, von oben gesehen,

Fig. 12 noch eine Asuführungsform des erfindungsgemassen Werkzeuges, von der Seite gesehen,

Fig. 13 das Werkzeug gemäss Fig. 10, von oben gesehen,

Fig. 14 ein Element des in Fig. 12 gezeigten Werkzeuges, von oben gesehen, und

Fig. 15 das Element gemäss Fig. 14, von der Seite gesehen. In Fig. 1 und 2 ist der eine Teil eines erfindungsgemässen

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Werkzeuges ersichtlich, z.B. der Unterstempel, wobei der Oberstempel in gleicher Weise ausgeführt ist, aber seitenverkehrt. Das Werkzeug ist zum Herstellen einer Wendelfläche von 90° berechnet.

Das Werkzeug besteht aus einem Sockel 1, auf welchem Elemente

2 angebracht sind, welche je einen Kreisausschnitt von 2° decken. Die Elemente 2 sind alle verschieden hoch und sind dicht nebeneinander angebracht und werden von Steuerschienen

3 und 4 und einem Leitbogen 5 zusammengehalten. In Fig. 3 und

4 ist eines der Elemente 2 gezeigt.

Die Steigung zwischen den einzelnen Elementen 2 ist gleich und von der Steigung der betreffenden Windelfläche abhängig. In Fig. 5 ist gezeigt, wie die Höhe der einzelnen Elemente bestimmt werden kann. Diese Figμr ist als äussere, kreiszylindrische, ausgefaltete Seite zu verstehen, und es sind verschiedene Steigungen der Windelfläche eingezeichnet. Man misst die Höhe des niedrigsten Elementes und kann danach die Höhe der übrigen Elemente von einer waagrechten, vom Fuss des niedrigsten Elementes ausgehenden Grundlinie aus messen.

Da die einzelnen Elemente der in Fig. 1 und 2 gezeigten Ausführungsform einen Kreisausschnitt von 2° decken, braucht es für eine Fläche von 90° 45 Elemente, und für eine Fläche von 120° braucht es 60 Elemente.

Die Anzahl der verschiedenen Elemente kann reduziert werden, indem ein Füllelement verwendet wird, wie dies aus Fig. 6 hervorgeht. Hier ist gezeigt, wie man mittels eines wendeltreppenförmigen Elementes 6 die Herstellung des Werkzeuges rationalisieren kann. Die Tritthöhe bzw. die Trittlänge sind bei allen Tritten gleich, so dass auf allen Tritten ein identischer Satz Elemente angebracht werden kann.

Es ist vorgesehen, dass die Trittlänge zehn Elemente fasst, und die Tritthöhe ist so, dass das niedrigste Element auf einem Tritt die Steigung zwischen zwei benachbarten Elementen über

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das höchste Element auf dem vorhergehenden Tritt hinaufragt. Dadurch können z.B. sechs Sätze Oberflächenelemente 7 mit gleichen Elementgrössen in jedem Satz hergestellt werden.

Es ist klar, dass für verschiedene Steigungen der Windelfläche verschiedene treppenförmige Elemente hergestellt werden müssen.

Die Herstellung von Werkzeugen mit verschiedener Steigung kann indessen noch vereinfacht werden, indem, wie in Fig. 7 gezeigt, das gleiche treppenförmige Grundelement 6 verwendet wird, da der Unterschied in der Steiuung von Tritt zu Tritt von Trittelementen Ö, welche auf jedem Tritt angebracht werden, ausgeglichen werden kann. Diese Trittelemente haben über ihre ganze Ausdehnung die gleiche Höhe·

In der nachstehenden Tabelle sind jene Elemente angegeben, welche ausser dem treppenförmigen Grundelement 6 für sieben verschiedene Steigungen eines Schraubenblattes einer Schiffschraube mit drei Blättern a 120° benützt werden müssen, wo > sowohl für den Oberstempel als auch für den Unterstempel des Werkzeuges 60 Oberflächenelemente a 2° verwendet werden sollen.

Steigung Zusatzelemente (S) Flächenelemente (7) (Hohe in mm) (Höhe in mm)

10,5" - 16 - 17,5 - 19 - 20,5 - 22 -

23,5 - 25 - 26,5 - 2Ö - 29,5

12« 2,5 - 5 - 7,5 - 16 - 17,75 - 19,5 - 21,25 10 - 12,5 23 - 24,75 - 26,5 - 20,25

30,0 - 31,75

14" 5 - 10 - 15 - 16 - Id - 20 - 22 - 24 - 26 20 - 25 2Ö - 30 - 32 - 34

16 " 7,5 - 15 - 22,5 - 16 - 16,25 - 20,5 - 22,75 30 - 37,5 25 - 27,25 - 29,5 - 31,75 -

34 - 36,25

17,5" 10 - 20 - 30 - 16 - 1Ö,5 - 21 - 23,5 - 26 -

^4OV0^O9839/099* *».*-»- ",5 - 36 - 3β,5

Steigung Zusatzelemente (8) Flächenelemente (7)

19,5 12,5 - 25 - 37,5 - 16 - 18,75 - 21,5 - 24,25 50 - 62,5 27 - 29,75 - 32,5 - 35,25 -

38 - 40,75

21" 15 - 30 - 45 - 16 - 19 - 22 - 25 - 28 - 31 60 - 75 34 - 37 - 40 - 43

Die in Fig. 6, 7 und 8 gezeigten Beispiele sind 10,5", resp. 14" resp. 16" in dieser Tabelle. Es ist aus der Tabelle ersichtlich, dass nicht alle sieben Male fünf Zusatzelemente nötig sind, da z.B. die Zusatzelemente 12" und 14" zusammengelegt werden und die Zusatzelemente 16" bilden können, wie es in Fig. 8 gezeigt ist. Es kann gezeigt werden, dass die insgesamt 35 Tritthöhen von insgesamt zwölf verschiedenen Trittelementen gedeckt werden können.

In Fig. 9 ist gezeigt, wie durch das Wechseln der Reihenfolge der Elemente in Fig. 8 leicht ein Werkzeug zum Herstellen einer Wendelfläche mit entgegengesetzt gehender Steigung erzielt werden kann.

In Fig. 10 und 11 ist eine Ausführungsform des erfindungsgemässen Werkzeuges gezeigt, wo das Grundelement aus zwei zylindrischen Wandelementen 10 und 11 besteht, deren Endkanten paarweise gleich hoch sind, deren Oberkante aber der inneren und äusseren Grenze der Wendelfläche folgen. Zwischen den beiden Wandelementen ist eine Anzal identischer Elemente 12 angebracht, welche die Formfläche des Werkzeuges bilden.

Die bisher gezeigten Ausführungsformen haben gemeinsam, dass die Elemente Lamellen sind, welche fächerförmig nebeneinander angebracht werden. Die Elemente können indessen auch als plattenförmige Kreisausschnitte ausgeführt werden, wie in Fig. 12 bis 15 gezeigt.

In Fig. 12 und 13 sind solche Plattenelemente 13 gezeigt, wel-709839/0994

ehe alle gleich sind, und welche auf einer Unterlagsplatte 14 ubereinandergelegt sind, wobei jedes Element im Verhältnis zum darunterliegenden Element um einen kleinen Winkel gedreht ist. Eine Stützwand 15 hat die Form eines Teils eines Zylinders.

In Fig. 14 und 15 ist ein einzelnes Plattenelement gezeigt, welches in diesem Fall zwei Einschnitte 16 zum Festspannen der Plattenelemente an der Unterlagsplatte 14 aufweist. Das Plattenelement 13 ist ein Kreisausschnitt von vorzugsweise 90°, kann aber, von der Grosse des Umfanges der Formfläche abhängig, einen grösseren Kreisausschnitt decken, oder der Zentriwinkel der Plattenelemente nach oben im Werkzeug kann eventuell abnehmen.

In Fig. 14 ist gezeigt, dass der einen Teil der Formfläche des Werkzeuges ausmachende Rand 17 des Plattenelementes 13 gerade oder, wie durch punktierte Linien angedeutet, nach aussen oder innen gebogen sein kann. Dieser Rand 17 ist vorzugsweise abgerundet, wie in Fig. 15 gezeigt, so dass scharfe Kanten keine Spuren im betreffenden Plattenmaterial hinterlassen können.

Die Höhe des Werkzeuges kann durch die Anzahl der Elemente oder durch die Verwendung von Elementen mit einer anderen Dicke reguliert werden.

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Claims

ANS PRU E CH E

(l. ) Werkzeug zum Herstellen von Schiff schraubenblättern, vorzugsweise aus rostfreien Stahlplatten, welches Werkzeug aus einem Oberstempel und einem Unterstempel besteht, die je aus nebeneinanderliegenden Elementen hergestellt sind, dadurch gekennzei chnet, dass jedes Element die Form eines Teils eines Kreisausschnittes hat, welcher auf einer ebenen Flache ruht, und dessen Ränder im wesentlichen den Erzeugungslinien einer Wendelfläche folgen.

2. Werkzeug gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Elemente nebeneinander angebrachte Lamellen sind, deren Dicke proportional zum Abstand zwischen den Erzeugungslinien variiert.

3- Werkzeug gemäss Anspruch 2, dadurch gekennzei chnet, dass es aus einem wendeltreppenförmigen Grundelement , besteht, wo die Tritthöhe bzw. -länge bei allen Tritten gleich ist, und dass auf jedem Tritt ein Satz Formflächenelemente angebracht ist, wobei alle Sätze identisch sind.

4· Werkzeug gemäss Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass zum Erzielen einer grösseren Steigung mit dem gleichen Grundelement die Tritte erhöhende Trittelemente vorgesehen sind.

5· Werkzeug gemäss Anspruch 2, dadurch gekennzei chnet, dass alle Elemente gleich hoch sind und auf zwei zylindrischen Wandelementen ruhen, deren obere Ränder der inneren bzw. der äusseren Schraubenlinie der Wendelfläche folgen.

6. Werkzeug gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Elemente plattenförmige Kreisausschnitte von mindestens 90° sind, welche Plattenelemente übereinander angebracht sind, wobei jedes Element im Verhältnis zum darunterliegenden Element um einen kleinen Winkel gedreht ist.

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ORIGINAL INSPECTED

7· Werkzeug gemäss Anspruch 6, dadurch gekennzeich net, dass jedes Element mit mindestens einem kreisbogenförmigen Einschnitt versehen ist, welcher sich von jenem Rand des Elementes erstreckt, welcher nicht einen Teil der Formfläche des Werkzeuges ausmacht.

Ö. Werkzeug gemäss Anspruch 5 oder 6, dadurch g e k e η η zei chnet, dass der einen Teil der Formfläche des Werkzeuges ausmachende Rand des Elementes gerade ist.

9. Werkzeug gemäss Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass der einen Teil der Formfläche des Werkzeuges ausmachende Rand des Elementes am einen Stempel nach aussen und am anderen Stempel nach innen gebogen ist.

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